基于觀念建構的高中化學課堂教學

摘要：文章以“碳酸鈉的性質與應用”的課堂教學為例，進行了基于培養學生學科基本觀念的高中化學課堂的教學設計。

關鍵詞：化學觀念；教學設計；案例

文章編號：1008-0546（2013）03-034-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.014

2012年底筆者代表縣參加市高中化學優質課展評，評比主題是“基于培養學生學科觀念的高中化學課堂教學”。參評的課題是《碳酸鈉的性質與應用》，筆者基于培養學生學科觀念的理念進行高中化學課堂教學設計，有了一些新的收獲，本文將結合課例談筆者的粗淺體會供化學同仁教學時審視參酌。

一、化學基本觀念

《普通高中化學課程標準》指出：“了解化學科學發展的主要線索，理解基本的化學概念和原理，認識化學現象的本質，理解化學變化的基本規律，形成有關化學科學的基本觀念”。

化學學科基本觀念，不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，它是學生在化學學習過程中逐步提煉概括出來的一些超越事實性知識的基本認識，內容涵蓋化學學科本質特征、基本規律以及化學科學與自然和人類社會的關系等。能夠提供給學生認識物質及其運動的化學視角和思維方式，并能對與化學有關的問題做出科學的判斷與決策。如微粒觀、元素觀、結構決定性質、化學變化觀、實驗觀、化學物質的兩面性等等。

化學學科基本觀念體系如下（圖1）：

課題《碳酸鈉的性質與應用》課程標準相關要求是：根據生產、生活中的應用實例或通過實驗探究，了解鈉的重要化合物的主要性質。

二、基于觀念建構的教學設計

《碳酸鈉的性質與應用》教學設計指導思想：基于課程標準要求通過實驗探究教學內容，運用新課程所倡導的多樣化教學方法，在傳授碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質和應用的基礎上，揭示知識背后的價值，引導學生形成從化學的視角去認識物質世界和解決問題的思想觀念和方法。

本課題教學基本知識和化學觀念的關系如圖2所示。

基于觀念建構的教學設計：

1. 情境創設，導入課題，揭示化學與生產、生活密切相關觀念

[投影]截取百度搜索 “碳酸鈉” 0.2秒顯示有70多萬條信息與應用的畫面，導入課題。

[教師]由于碳酸鈉是重要的化工原料，因此我們十分有必要了解蘇氏二姐妹蘇打碳酸鈉和小蘇打碳酸氫鈉的性質。

設計意圖：百度搜索 “碳酸鈉” 用時0.2秒有70多萬條信息與應用，增加學生的感性認識，使學生感到碳酸鈉與社會的關系密切，引導學生關注化學與生活，形成化學與生產生活密切相關觀念。

2. 溫故知新，巧妙設疑，揭示物質的組成決定物質的化學性質的觀念

[教師]碳酸鈉與碳酸氫鈉從物質分類上講屬于什么？

[學生]Na2CO3 、NaHCO3屬于鹽類（鈉鹽、碳酸鹽），它們組成結構相似。

[教師]那它們可能具有哪些性質？

[學生]可能的反應：①與酸反應；②與堿反應；③與鹽反應。

設計意圖：Na2CO3 、NaHCO3屬于鹽類（鈉鹽、碳酸鹽），性質上有相似之處，不同之處NaHCO3中有HCO3-，性質上應有所區別，激發學生的求知欲。形成物質的組成決定物質的化學性質的觀念。

3. 科學探究，驗證假說，揭示化學實驗是檢驗和發展假說、形成化學概念和理論的實踐基礎的觀念

[教師]將通過實驗探究來學習碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質，下面先來了解探究物質性質的一般程序。

[投影]探究物質性質的一般程序：觀察物質的外觀→了解其部分物理性質→根據物質的類別預測物質可能的化學性質→設計并實施實驗驗證預測→分析實驗現象得出結論。

[教師]先舉一個例子，做一個示范，如何探究碳酸鈉與碳酸氫鈉的水溶性及溶液的酸堿性的比較。

[教師]先制定研究目的及實驗方案，預設可能的實驗現象和結論。

[教師]分小組合作探究，討論定下主操作人、主記錄人、主發言人，過程中及時觀察實驗現象、記錄實驗現象，形成初步結論。

[學生活動]學生探究實驗、主發言人匯報實驗成果同大家交流分享。

[教師]引導學生分析實驗現象，得出結論。

[投影]實驗目的、方案及實驗現象、結論。

[學生活動]學生用比較的方法，繼續模仿探究碳酸鈉與碳酸氫鈉分別與酸、某些鹽、某些堿反應。

設計意圖：引導學生運用科學方法進行探究，學會設計方案，學會合作學習，培養學生實驗動手能力，探索能力，培養學生不僅要注重結果，更要注意實驗過程，形成化學實驗是檢驗和發展假說、形成化學概念和理論的實踐基礎的觀念。

4. 圍繞核心主題和學科觀念進行實驗改進，激發興趣，突破難點。

本課題的教學主題（重點）：碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質和鑒別，蘇教版化學1課本P51[實驗2]中雖有關于碳酸鈉和鹽酸反應的實驗裝置，但缺少同碳酸氫鈉的對比實驗，筆者設計并演示碳酸鈉與碳酸氫鈉同時分別與鹽酸反應，比較反應快慢的微型生活化實驗，如圖3。在二支20mL筒中分別吸入10mL鹽酸，在針筒上分別套上二只氣球，氣球內分別放入等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉。同時將針筒內的鹽酸推入氣球中，觀察氣球膨脹快慢。

[教師]改進后的實驗同課本中實驗相比有何優點？

[學生]①對比直觀，現象明顯；②微型化，用藥品少；③操作方便，材料易得；④易于控制變量，酸相同體積、反應時間相同（左右手同時將酸推入氣球中）。

[教師]為何碳酸氫鈉與酸反應快？

[學生]表現出疑惑，意見有分歧。

[教師]要搞清楚這個問題，我們仍然通過實驗來進行探究。

[演示]①向碳酸氫鈉溶液中滴加酚酞，溶液中呈淺紅色，向碳酸鈉溶液中滴加酚酞，溶液中呈紅色。

②向滴有酚酞的碳酸氫鈉淺紅色溶液中滴加鹽酸，溶液中立即產生了大量的氣泡，而向滴有酚酞的碳酸鈉紅色溶液中滴加鹽酸，開始并沒有明顯的氣泡，隨著鹽酸的加入，溶液中的紅色變淺，當變為淺紅色時，隨著鹽酸的加入，立即有大量的氣泡。

[教師]由上述現象不難得出結論：碳酸鈉與鹽酸反應先生成碳酸氫鈉，后碳酸氫鈉與鹽酸反應生成二氧化碳氣體，故碳酸鈉與鹽酸反應產生氣體的速率比碳酸氫鈉與鹽酸反應產生氣體的速率慢。

設計意圖：由宏觀現象的觀察，分析微觀CO32-和HCO3-區別，不難得出先發生CO32-+H+= HCO3-，后發生HCO3-+H+=CO2↑+H2O產生氣體，為后面離子反應的學習打下伏筆，并進一步得出物質結構、組成決定性質的化學觀念。

總之，化學基本觀念不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，它是學生通過化學學習發現知識背后的價值，養成從化學的視角去認識物質世界和解決問題的思想觀念。

引用清華大學化學系宋心琦教授一段話作為結束語：中學化學教學能夠使學生終身受益的，不是具體的化學專業知識，而是影響他們世界觀、人生觀和價值觀的化學思想觀念，不是諸如分類、實驗、計算等特殊的方法和技能，而是影響他們思維方式和問題解決能力的具有化學特點的認識論和方法論。背誦或記憶某些具體的化學事實性知識當然是有價值的，但是更重要的價值在于它們是化學觀念的載體。學生能否牢固地、準確地，哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念應當是中學化學教學的重要目標。

參考文獻

[1] 宋心琦，胡美玲. 對中學化學的主要任務專論和教材改革的看法[J]. 化學教育，2001，（9）

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003

[3] 倪娟，楊玉琴.論基于培養學生學科觀念的教學情境創設——以“有機合成”教學設計為例[J].化學教育，2012，（12）